農業におけるIoT: IoTが農業の生産性、安全性、保全をどのように向上させるか

D 2021年12

農業産業は文明にとって最も重要な要素の一つです。農業は、地球上の人類に食料と天然副産物を提供し、世界人口の約25% を経済的に支えています。しかし、世界が拡大するにつれて、農業生産はより少ない資源でより多くの生産量を生産するという課題に直面しています。この記事では、モノのインターネットがどのように農業生産を最適化し、資源消費を削減し、さらには炭素排出量の削減にも役立つかを検討します。

スマート農業技術

農業は記録された歴史よりも長い間存在してきましたが、その方法は産業革命まで変わることはありませんでした。数千年にわたって、農業は広大な土地、自然光、自然および人工の灌漑、そして天敵によって成り立ってきました。過去数世紀にわたり、人類は土地の面積を拡大し、より複雑な灌漑技術を活用し、農薬による捕食を減らすことで、伝統的な旧式農業の生産量を増やし、最適化することができました。しかし、この方法論の長期的な影響は、生態系と人間の健康にますます大きな負担をかけています。

幸いなことに、モノのインターネットは、農業業界がスマート農業の未来に向けて大きく前進するのに役立っています。世界的な農業機器メーカーであるジョンディアなどの企業は、農家がより情報に基づいた意思決定を行い、資源の消費を削減できるようにデータを収集するスマート農業の精密農業技術を開発しています。たとえば、IoT対応のガイダンスシステムは、大型トラクターを +/- 6インチの精度で誘導できるため、畑での収穫回数を減らすことができます。

驚くべきことに、ジョンディア社は、畑全体に除草剤を散布するのではなく、AI画像検出を利用して畑内の不要な植物を識別し、不要な植物にのみ除草剤を散布する「See and Spray」™ 技術も開発しました。この新しい技術は、害虫の軽減に意識的かつ正確なアプローチを採用しています。その結果、資源の消費が削減され、潜在的に危険な化学物質の不必要な使用も削減されます。

DJI Agricultureなどの他の企業は、小規模および大規模のリソースに関する情報を農業専門家に提供できる、新しい高度なデータ収集ソリューションを開発しています。たとえば、DJIは、土壌の水分、温度、植生の位置などの主要なパフォーマンス指標を検出し、農家が正確な場所で問題を特定して対処できるようにする、最先端のドローン駆動型マルチスペクトル分析製品を提供しています。

さらに、DJIは、肥料散布に対して新しいターゲットを絞ったアプローチを採用しています。農業IoTドローンテクノロジーを導入することで、農場の重要なリソースをマッピングし、ドローンの自動飛行経路を特定し、人間よりも優れた散布を実現しながら正確な場所に肥料を散布することができます。

農業におけるIoTを活用した最大のサブ産業の1つとして、土壌モニタリングテクノロジーは、農家にリアルタイムで大規模な土壌測定データを提供します。これにより、農場の施肥や灌漑をより正確に行うことができるため、効率が向上し、資源の消費が削減されます。

スマート農業技術は急成長しており、毎日のように新しいエキサイティングなIoT農業技術が登場しています。IoT農業およびスマート農業市場は、2022年までに230億ドルを超えると予想されています。

垂直農法

伝統的な農業手法が大きく進歩したにもかかわらず、現代の屋外農業には依然として落とし穴が残っています。現在、農業は温室効果ガス排出量の5分の1を占め、世界の淡水消費量の70％を占めています。

合成肥料の使用は生物多様性と人間の健康に悪影響を及ぼすことが知られており、合成肥料の生産は農業業界のエネルギー消費量の50％を占めています。しかし、農業の先駆者たちは農業のやり方を変えつつあります。

水産養殖（魚の養殖）と水耕栽培（水中での植物の栽培）を組み合わせたアクアポニックスなどの技術は、私たちが食物を育てる方法を再定義しています。アクアポニック農場では、屋内で農業を行うことで害虫管理の必要性を軽減できるため、農薬を一切使用せずに水の消費量を95% 削減できます。さらに、アクアポニック農場は垂直に実装できるため、従来の農業よりも1平方フィートあたりの生産性が桁違いに向上します。

ただし、これらの閉鎖システムでは、魚や植物の栄養レベルが安全かつ正確であることを保証するために、堅牢で複雑な監視システムが必要です。さらに、これらのシステムは、植物の健康と成長を調整するために、植物がさらされる光の波長を監視および制御することがよくあります。

垂直アクアポニック農場では、使用する水が少なく、農薬や合成肥料を使用せず、炭素を排出する機器を使用する必要がないため、世界中の多くの主要作物の従来の農業の潜在的な代替手段となります。